JP2012111580A

JP2012111580A - エレベーターの制御装置

Info

Publication number: JP2012111580A
Application number: JP2010260297A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Suzuki; 靖孝鈴木; Tomofumi Hagitani; 知文萩谷
Original assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2012-06-14

Abstract

【課題】閑散時や混雑時に負荷条件が異なるエレベーターにおける繰り返し昇降を行う場合の消費電力を低減する運転装置を提供すること。
【解決手段】かご１の積載量によるモーター５の負荷条件の検出と、運転方向による回生運転、力行運転の判別と、閑散時と混雑時を判断するために直前の運転速度と前々回の運転速度によって、予め設定した重み付け係数によって判定する手段６ｃにより運転速度を設定するエレベーターの制御装置。
【選択図】図１

Description

エレベーターの運行情報から最適な省エネ運転を行うよう運転制御するエレベーターの制御装置に関する。

この種の省エネ運転方法としては、展望用エレベーターにおいて、乗客に景色を楽しんでもらうために、かご内の負荷が小さい時にはかごの速度を遅くし、かご内の乗客が多い時や交通量が多い場合には、かごの速度を速くするなど、交通量に応じて展望用エレベーターに適切な運転速度に変更するものが知られている（特許文献１参照）。

また、エレベーターの混雑時のように乗客のサービスを重視する場合、かごの速度を速くする機会を多くし、閑散時のように乗客のサービスをそれほど重視しなくてもよい場合には、かごの速度を低くする機会を多くして省電力を図るものが知られている（特許文献２参照）。

また、交通状態の閑散時、建物の電力ピーク時に最高速度を通常速度より１段階低くすることでかごを休止させることなく、速度をさげたことで電力消費が少なくなり建物自体の節電運転をすることができるものが知られている（特許文献３参照）。

また、釣合い錘を使用したエレベーターにおいて、かごに積載された荷重が釣合い錘と平衡するバランス荷重を含む所定の平衡荷重域内の荷重、即ち電動機軸換算の負荷トルクがマイナスとなる場合を含め、電動機に対して軽負荷となる荷重の場合であって、かつ、次に停止する階までの昇降距離が所定の短距離域内の場合は、上記正規速度バターンよりも低い速度に設定された低速度パターンを生成させ、この低速度パターンに沿って電動機を制御するようにしたことで、加減速度時間を小さくすることができ、加減速度領域での消費電力を少なくする運転方法が知られている（特許文献４参照）。

また、交流電力を整流して直流電力に変換するコンバーターと、コンバーターと直流母線を介して接続され、直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバーターと、インバーターからの交流電力によって駆動するモーターと、モーターによって駆動される駆動シーブと、駆動シーブに巻きかけられたロープによって吊り下げられたかご、および釣合い錘と、かごへの負荷を検出してかご負荷を出力するかご負荷検出手段と、インバーターを介してかごの運転速度を制御する速度制御装置と、直流母線に接続され、直流電力を蓄積する電力蓄積手段を含むと共に直流母線に直流電力を供給する電力蓄積制御装置を備え、速度制御装置は、かごの昇降開始時に、かご負荷およびかごの走行方向に基づいて、モーターが力行運転するか、あるいは回生運転するかを判定する運転モード判断手段を含み、速度制御装置は、運転モード判断手段において、力行運転すると判断された場合には、かごの負荷から得られるかごと釣合い錘との重量差に応じて、許容される所定の力行駆動範囲内でかごの最高速度および加速度を設定してかごを運転させるとともに、運転モード判断手段において、回生運転すると判断された場合には、かごの負荷によらず許容される所定の回生駆動範囲で、かごの最高速度および加速度の少なくとも一方と重量差から設定されるかごの最高速度および加速度よりも高く設定してかごを運転させ、回生運転に伴って生じる回生電力を電力蓄積手段に蓄積することで、輸送効率を向上させる方法が知られている（特許文献５参照）。

特開昭５６−１４９９５９号公報（段落３発明の詳細な説明）特開昭５７−０２７８７６号公報（実施例の４ページ段落１）特開昭５５−１０１５６４号公報（３．発明の詳細な説明（３）の段落１）特開２００６−１８２５５４号公報（段落０００８〜００１１）特開２００７−１５３５７４号公報（段落０００６〜０００７）

従来のエレベーターの運転方法では、消費電力を少なくするためには回生電力を蓄積する手段を設けた場合には、回生運転時の速度を上げるまたは、加速度を上げて、エレベーターの１走行時の消費電力を少なくするようにしているが、回生電力を蓄積する手段をもたない回生時に抵抗でエネルギーを消費するエレベーターにおいては、抵抗の許容範囲以内での加速度または、最高速度にしか設定できないため加速度を上げることができない。

また、運転する距離が短い場合において、加減速度の時間を少なくすることでエレベーターの消費電力を少なくする運転は昇降距離が短い条件においては消費電力を少なくすることができるが、何度も運転を繰り返すエレベーターにおいては、あまり効果が少ない。

閑散時などは低負荷での運転が繰り返される場合が多く、低負荷での回生運転時に一律に高速運転を行うと、次も低負荷運転での力行運転になり消費電力が大きくなる可能性が高いという問題があった。

本発明は上記不都合を鑑みて為されたもので、その目的は、エレベーターの運行情報から最適な省エネ運転を行うよう運転制御するエレベーターの制御装置を提供するにある。

本発明は上記目的を達成するため、かご内負荷信号と釣合い錘の重量とからどちらが重いかを求めた負荷条件と次回運転方向とに基づきモーターの次回運転が力行もしくは回生運転のいずれかになることの負荷判定を行うモーター負荷判定装置と、直前とその直前の前のかご運転速度を記憶する速度設定部と、前記かご内負荷信号と、前記モーターの次回運転が力行もしくは回生運転のいずれかになるかの負荷判定と、直前とその直前の前のかご運転速度とに基づいて、それぞれの条件の重み付け係数を４つ付与するとともに、この重み付け係数の和を演算し、その係数の和の演算値に応じて、次回運転速度を低速、中速、高速のいずれかとすることの判定を行う速度判定装置と、その速度判定結果に従ってモーターに次回速度制御指令を出すモーター制御部とを備えてなることを特徴とする。

この発明によれば、混雑時や閑散時が発生するエレベーターの運転において、エレベーターの運転時の積載量から求められるモーターの負荷条件と前回運転時の速度条件に応じて予め設定した重み付け係数によって計算される速度パターン設定方法で、運転回数の低減と、電力消費を低減する運転速度を設定するようにしたことで、昇降を繰り返し行うエレベーター運転時に適切なエレベーター運転速度を設定し、全体の消費電力を少なくなるように運転させることができる。

運転条件に応じた重み付け係数により判定するかご速度設定内容例を示す図である。本発明のエレベーターの構成を示す図である。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明する。

図２に示す通り、本発明を適用するエレベーターは、乗りかご１と、乗りかご１の重量とかご内積載量の約半分の重量でバランスするように設定された釣合い錘２と、前記乗りかご１と釣合い錘２をワイヤーロープ３にて連結し、このワイヤーロープ３を巻きかけた巻き上げ機４と巻き上げ機４に設置されたモーター５と、モーター５を駆動制御する制御装置６と、かご内の乗客の積載量を検出する荷重センサー７とを備えて構成されている。

また本発明であるエレベーターの制御装置６には、前記荷重センサー７からの現在のかご内負荷信号(低,中高負荷)と予め設定された釣合い錘２のどちらが重いかのバランス条件とから求めた負荷条件と、次回運転方向とに基づきモーター５の負荷(力行もしくは回生運転)判定を行うモーター負荷判定装置６ｂと、直前とその直前の前のかご運転速度を記憶する速度設定部６ｄと、前記現在のかご内負荷信号と、前記モーター５の負荷(力行もしくは回生運転)判定と、直前とその直前の前のかご運転速度とに基づいて、図1に示す(A)〜(D)に記載の重み付け係数を付与するとともに、この重み付け係数の和を演算し、その係数の和が４〜６の際には次回運転速度を低速、係数の和が７〜８の際には次回運転速度を中速、係数の和が９〜１０の際には次回運転速度を高速と次回速度判定を行う速度判定装置６ｃと、その速度判定の結果に従ってモーターに速度制御指令を出すモーター制御部６ａとを備えて構成されている。

よって制御装置６は、荷重センサー７によってかごの負荷状態を検出し、負荷条件と運転方向によってモーター５が回生運転か力行運転するかを判別でき、直前の運転速度と直前のその前の運転速度の条件に応じて閑散時か混雑時かを推測して、図１に示すように、それぞれの条件に応じて重み付け係数を設定し、その重み付け係数の合計値によって、速度判定装置が低速、中速、高速の速度パターンを選択するように構成した。

図１に示すように、運転切り替えの例として、
（１）軽負荷運転時は原則的に"低速運転"
（２）軽負荷運転ではあるが、直前の運転モードが高速であった場合は"中速運転"に格上げ
（３）軽負荷運転であるが、直前及びその前の運転モード共に高速であった場合は"高速運転"に格上げ
（４）中〜重負荷運転で回生運転となる場合は"高速運転"
（５）中負荷運転で力行運転の場合は"中速運転"
（６）重負荷運転で力行運転の場合は"高速運転"
とすることで、電力消費が少なくなる。

すなわち負荷率が大きい条件でＵＰ運転となる場合や、負荷率が小さい条件でＤＮ運転となる場合は力行運転であり、この場合を重み付け係数を大きく設定し、重み付け係数の合計が大きい場合は、定格速度での速度パターンで運転し、重み付け係数の合計が小さい場合は、定格速度より下げて運転するように構成することで、エレベーターの消費電力を少なくすることを特徴とする運転方法を提供できる。

また図１に示す通り、直前や、前々回の運転速度条件も含めることで、閑散時か混雑時かより正確に判定でき、直前やその前も低負荷運転である場合は、閑散状態と判断して低速運転を行い、次回運転が、最も運転効率の良い中負荷運転になるように呼びに対する応答時間を伸ばす。

また、こうすることで乗客をまとめて運ぶことになるため、運転回数も低減でき、省エネ運転となる。

また、低負荷の力行運転であっても、直前やその前も低負荷であるなら閑散状態と判断して低速運転を行い、次に中負荷運転になるようにする。

また、高負荷の力行時には直前やその前の負荷の状態を見て、それらが高負荷である場合は、混雑状態と判断して高速運転を行うことで、エレベーター全体の利用状態において運転効率を高めることができる。

１乗りかご
２釣合い錘
３ワイヤーロープ
４巻き上げ機
５モーター
６エレベーター制御装置
７荷重センサー
６ｂモーター負荷判定装置
６ｃ速度判定装置
６ｄ速度設定部

Claims

かご内負荷信号と釣合い錘の重量とからどちらが重いかを求めた負荷条件と次回運転方向とに基づきモーターの次回運転が力行もしくは回生運転のいずれかになることの負荷判定を行うモーター負荷判定装置と、
直前とその直前の前のかご運転速度を記憶する速度設定部と、
前記かご内負荷信号と、前記モーターの次回運転が力行もしくは回生運転のいずれかになるかの負荷判定と、直前とその直前の前のかご運転速度とに基づいて、それぞれの条件の重み付け係数を４つ付与するとともに、この重み付け係数の和を演算し、その係数の和の演算値に応じて、次回運転速度を低速、中速、高速のいずれかとすることの判定を行う速度判定装置と、その速度判定結果に従ってモーターに次回速度制御指令を出すモーター制御部とを備えてなることを特徴とするエレベーターの制御装置。